DE60203505T3

DE60203505T3 - Linearantrieb

Info

Publication number: DE60203505T3
Application number: DE60203505T
Authority: DE
Inventors: Christian Jeppe Bastholm; Karsten Westermann
Original assignee: Linak AS
Current assignee: Linak AS
Priority date: 2002-09-22
Filing date: 2002-09-22
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2022-09-23
Also published as: EP1400726B2; WO2004027290A2; DK1400726T3; CN1742174A; DE60203505D1; US20050173209A1; WO2004027290A3; AU2003269836A1; DE60203505T2; EP1400726B1; ES2237649T5; CN100425873C; DK1400726T4; ATE292259T1; US7137489B2; EP1400726A1; JP2005539180A; ES2237649T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stellantrieb, vorzugsweise für Möbel und umfassend eine Bremsfeder in Form einer Schraubenfeder mit einer Mehrzahl Windungen um ein zylindrisches Element aus Kunststoff, das wenigstens beim Bremsen drehbar ist, wobei die Feder zum Bremsen um das zylindrische Element gespannt wird.
EP 662 573 B1 offenbart den Oberbegriff von Anspruch 1 und zeigt einen Linearantrieb des oben erwähnten Typs. Um den Hintergrund der Erfindung zu veranschaulichen, wird auf die in 2 der EP-Schrift gezeigte Ausführungsform verwiesen. Der gezeigte Stellantrieb wird durch einen elektrischen Motor angetrieben, der eine Spindel über ein Schneckengetriebe antreibt. Die Spindel weist darauf positioniert eine Mutter auf, an der eine Verlängerungsstange befestigt ist. Die Schnecke ist in Verlängerung der Motorwelle gebildet und besteht aus Stahl. An der Seite des Schneckenrades ist als integriertes Teil davon ein zylindrisches Element vorgesehen, um das eine Bremsfeder positioniert ist, dessen eines Ende am Motorgehäuse befestigt ist. Die Spindel und das Schneckenrad sind durch eine Keilverbindung verbunden, von der ein Teil in einem Hohlraum im zylindrischen Element vorgesehen ist, während das andere Teil ein Element am Ende der Spindel ist. Hinsichtlich eines niedrigen Geräuschpegels und geringer Abnutzung der Schnecke sowie auch aus Kostengründen ist das Schneckenrad aus Kunststoff geformt.
Während des Bremsens wird die kinetische Energie der Spindel in Reibungswärme in der Feder und dem zylindrischen Element umgewandelt. Die Erzeugung von Wärme kann recht heftig sein, woraus ein Risiko der Verformung des Kunststoffmaterials folgt, was des Bremseffekt ungünstig beeinflusst. Es kann dann die Herstellung von Schneckenrädern aus Metall erwogen werden, aber dies bringt inakzeptablen Getriebelärm mit sich, wie auch der Grad und die Gleichmäßigkeit des Bremsens behindert werden. Eine weitere Möglichkeit besteht dann darin, ein Kunststoffmaterial mit besseren wärmeresistenten Eigenschaften zu verwenden, wie z.B. glasfaserverstärkte Kunststoffe, aber diese bringen eine inakzeptabel hohe Abnutzung der Schnecke mit sich. Luft- und Flüssigkeitskühlung sind von vornherein ausgeschlossen, teilweise aufgrund von Kosten, teilweise aufgrund von nicht ausreichendem Platz im Stellantrieb.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine verbesserte Lösung des Problems der Reibungswärme bereitzustellen, die während des Bremsens erzeugt wird.
Gemäß der Erfindung wird die Wärme durch ein weiteres Element in engem Kontakt mit der Außenseite der Feder abgeleitet, wobei das Element aus einem wärmeleitfähigeren Material als die Feder hergestellt ist. Selbstverständlich darf das Element die Funktion der Feder nicht stören.
In einer Ausführungsform zur optimalen Ableitung von Wärme bedeckt das Element die gesamte oder im wesentlichen die gesamte Außenseite der Feder.
Auch hier kann der Kühleffekt verstärkt werden, indem der Kontakt des Elements mit Kühlflächen bewirkt wird, vorzugsweise mit anderen aus Metall bestehenden Antriebsteilen.
Durch Bereitstellen des zylindrischen Elements, das aus Kunststoff mit einem Metalleinsatz für die während des Bremsens erzeugte Reibungswärme besteht, wird während des Bremsens erzeugte Wärme weiter abgeleitet. Hierdurch ist es immer noch möglich, das Kunststoffmaterial mit den damit verbundenen Vorteilen zu verwenden, während die Wärmeprobleme der Kunststoffe auf relativ einfache Weise vermieden werden können. Der Metalleinsatz kann direkt unter der Feder positioniert sein, d.h. genau dort, wo die Wärme erzeugt wird, und die Kunststoffschicht zwischen Einsatz und Feder kann sehr dünn gemacht werden, so dass die Wärme direkt an den Einsatz geleitet wird. Der Kunststoff kann direkt auf den Metaleinsatz gegossen werden, und es können verschiedene Schritte unternommen werden, wie z.B. Rändeln von, Aussparungen in, Ansätze auf der Oberfläche des Einsatzes etc., um die Übertragung der auftretenden Kräfte sicherzustellen.
Der Effekt des Ableitens der Wärme kann verstärkt werden, indem der Kontakt des Einsatzes mit Kühlflächen aus Metall bewirkt wird, mit vorzugsweise anderen aus Metall bestehenden Teilen des Stellantriebs, wie z.B. einem Metallgestell, einem Motorgehäuse, einer Spindel etc.
In einer Ausführungsform eines Linearantriebs, in dem die Verbindung zwischen Schneckenrad und Spindel durch einen Keil gebildet ist, ist der Einsatz mit dem Keil gebildet, so dass ein direkter Kontakt zwischen Einsatz und Spindel besteht. Die Wärme wird daher mittels des Einsatzes durch die Spindel abgeführt.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung ausführlicher mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben.
In der Zeichnung zeigen
1 einen Längsschnitt durch einen Linearantrieb,
2 eine Explosionsansicht des Antriebs in 1 und
3 eine Perspektivansicht des Schneckenrads in vergrößertem Maßstab.
Der in der Zeichnung gezeigte Linearantrieb umfasst einen reversiblen Niederspannungs-Elektromotor (DC) 1, der eine Spindel 2 über einen Schneckenantrieb antreibt. Die Ziffer 3 bezeichnet ein vorderes Element für den Motor. Eine Mutter 4 ist an der Spindel vorgesehen und weist daran befestigt eine Antriebsstange 5 in Form eines Rohrs auf, das teleskopisch in einem äußeren Rohr 6 angeordnet ist, das im Gehäuse 7 des Antriebs eingebettet ist.
Der Schneckenantrieb umfasst eine Schnecke 8, die in Verlängerung der Motorwelle gebildet ist, die aus Stahl besteht, sowie ein Schneckenrad 9 mit einem zylindrischen Element 10, das an der Seite integriert ist und das einen Einsatz 12 aufnimmt. Das Schneckenrad besteht aus Kunststoff (POM) und ist fest an dem Einsatz angeformt, der aus einem leichten Metall (Aluzink) besteht.
Das Schneckenrad 9 ist durch eine Keilverbindung an der Spindel befestigt, wobei ein Teil in dem Einsatz 12 und das andere Teil durch ein Element 13 gebildet ist, das am Ende der Spindel befestigt ist. Die Spindel ist in einem Lager 14 vor dem Schneckenrad angebracht.
Am zylindrischen Element befindet sich eine Bremsfeder in Form einer Schraubenfeder 20, deren eines Ende fest ist. Zu diesem Zweck ist das Ende 15 der Feder nach außen gebogen und wird in einem Loch 16 in einem Element 17 aufgenommen, das durch eine Schraube am Motorgehäuse befestigt ist. Ein wärmeleitendes Element 18 aus Kupfer ist außen an der Feder in engem Kontakt damit vorgesehen und mit dem Ende mittels eines Auges 19 am Motorgehäuse mittels des Elements 17 befestigt, wobei dort ein Stift zum Einhängen des Elements vorgesehen ist.
Die Windungen der Feder erstrecken sich solchermaßen um das zylindrische Element 10, dass die Feder der Spindel in der Rotationsrichtung nicht entgegenwirkt, wenn die Antriebsstange 5 ausgefahren wird, aber wenn die Rotationsrichtung zur Rückkehr der Antriebsstange umgekehrt wird, wirkt die Feder mit einer Bremskraft auf das zylindrische Element ein. Wenn die Antriebsstange ausgefahren wird, bewirkt die Rotationsrichtung der Spindel, dass sich die Feder, die eng mit dem zylindrischen Element in Eingriff steht, bildlich gesprochen, öffnet, da die Reibung von dem zylindrischen Element gegen die Windungsrichtung der Feder wirkt, und dadurch beeinflusst die Feder die Rotation der Spindel nicht oder nur in einem unwesentlichen Ausmaß. Während der Rückkehr andererseits wird die Feder um das zylindrische Element gespannt und übt eine Bremskraft auf das zylindrische Element und dadurch auf die Spindel aus. Eine nicht-selbsthemmende Spindel kann dadurch selbsthemmend gemacht werden, ebenso wie die selbsthemmende Kraft einer selbsthemmenden Spindel erhöht werden kann, cf. EP 662 573 B1 .
Ein Teil der Reibungswärme, die durch das Bremsen der Spindel erzeugt wird, wird in den Einsatz und mittels der Keilverbindung in die Spindel übertragen, ebenso wie ein Teil der Wärme in die Leitschirmung und von dort in das Motorgehäuse übertragen wird. Der Einsatz und die Spindel wie auch das wärmeleitende Element und das Motorgehäuse dienen dadurch als Kühlflächen für die Bremse und verhindern dadurch, dass der Kunststoff überhitzt wird, wodurch Wärmeverformungen des Kunststoffs vermieden werden.
Mit den hier genannten Maßnahmen hat es sich erwiesen, dass es möglich ist, die Temperatur in der Bremse von etwa 160°C auf etwa 80°C zu senken, was ausreichend ist, um zu verhindern, dass das Kunststoffmaterial (POM) wärmeverformt wird.
Die elektrische Ausstattung mit Endanschlag, Steuerelektronik, Bedienkonsole und Stromversorgung wird nicht beschrieben, weil dies allgemein bekannt ist.
Es wird hier ein Linearantrieb beschrieben, der einer Druckkraft unterliegt. Im Fall von Linearantrieben, auf die Zugkräfte einwirken, muss die Windungsrichtung der Bremsfeder natürlich umgekehrt sein.
Es ist verständlich, dass die Erfindung auch angewendet werden kann, wenn die Bremse nicht direkt in dem Getriebe vom Motor zum Antriebselement angebracht, sondern seitlich davon platziert ist.

Claims

Stellantrieb, vorzugsweise für Möbel und umfassend eine Schraubenfeder (20) mit einer Mehrzahl Windungen um ein zylindrisches Element (10) aus Kunststoff, das wenigstens beim Bremsen drehbar ist, wobei die Feder zum Bremsen um das zylindrische Element gespannt wird und das aus Kunststoff bestehende zylindrische Element einen Einsatz (12) aus Metall zum Ableiten der während des Bremsens erzeugten Reibungswärme aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Element (18) in engem Kontakt mit der Außenseite der Feder (20) zum Ableiten der Wärme umfasst, wobei das Element aus einem wärmeleitfähigeren Material als die Feder hergestellt ist.
Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (18) im wesentlichen die ganze Außenseite der Feder bedeckt.
Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (18) mit Kühlflächen, vorzugsweise mit anderen aus Metall bestehenden Teilen des Stellantriebs verbunden ist.
Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (12) mit Kühlflächen aus Metall, vorzugsweise mit anderen aus Metall bestehenden Teilen des Stellantriebs verbunden ist.
Stellantrieb nach Anspruch 4, umfassend ein Schneckenrad (9) und eine Spindel (2), wobei die Verbindung zwischen diesen durch eine Keilverbindung gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilverbindung des Schneckenrades im Einsatz (12) gebildet ist, so dass zwischen dem Einsatz (12) und der Spindel (2) ein direkter Kontakt besteht.